Pengembangan Purwarupa Aplikasi Layanan Video Streaming Berbasis Mobile Melalui Jaringan WLAN

 190

Pengembangan Purwarupa Aplikasi Layanan Video

Streaming

Berbasis

Mobile

Melalui Jaringan WLAN

Mahardeka Tri Ananta[1], Heru Nurwarsito[2], Barlian Henryranu Prasetyo[3], Lutfi Fanani[4]

Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya

Jl. Veteran No. 8 | Malang, Indonesia - 65145, Telp. 0341 - 577911

e-mail: deka@ub.ac.id[1], heru@ub.ac.id[2], barlian@ub.ac.id[3], lutfifanani@ub.ac.id[4]

Abstrak

Perkembangan teknologi video yang sangat signifikan memungkinkan untuk diimplementaskkan dalam salah satu metode untuk menunjang kegiatan perkuliahan terutama teknologi streaming yang mampu memberikan layanan kepada banyak pengguna untuk menyaksikan isi video terutama konten video pendidikan. Tujuan ini dapat dicapai dengan pengembangan purwarupa aplikasi layanan video streaming berbasis mobile melalui jaringan wireless secara lokal di internal kampus Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya. Metode pengembangan purwarupa aplikasi layanan video streaming ini menggunakan model Prototyping SDLC. Untuk mengetahui performa sitem layanan streaming yang dikembangkan, pada penelitian ini dilakukan pengujian non fungsional berupa pengukuran dan perbandingan performa sistem yang mengacu pada beberapa metrik QoS yaitu nilai delay, jitter, packet loss, dan throughput pada kondisi jaringan tanpa gangguan dan kondisi jaringan pada jam aktif perkuliahan. Pengujian non fungsional menunjukkan bahwa nilai jitter, delay, dan packet loss lebih kecil dan nilai throughput pada kondisi pertama lebih besar dibandingkan dengan kondisi kedua. Hal ini dikarenakan pada kondisi kedua terjadi fluktuasi traffic jaringan kampus FILKOM UB karena aktivitas dari user yang berbeda-beda pada kondisi jam aktif perkuliahan. Di sisi lain, hasil pengujian fungsional menunjukkan bahwa semua fitur yang ada pada aplikasi dapat berjalan dengan baik sesuai dengan kebutuhan implement it in one method to support lecture activities, especially streaming technology that is able to provide services to many users to watch video content, especially educational video content. This goal can be achieved by developing prototypes of mobile-based video streaming service applications via wireless networks locally on the campus of the Faculty of Computer Science, Universitas Brawijaya. This prototype development method for video streaming services uses the SDLC Prototyping model. To find out the performance of the streaming service system developed, in this study a non-functional test was carried out in the form of measurement and comparison of system performance which refers to several QoS metrics, namely the value of delay, packet loss, and throughput on network conditions without interference and network conditions during active lecture hours. Non functional testing shows that the value of jitter, delay, and packet loss is smaller and the throughput value in the first condition is greater than the second condition. This is because in the second condition there was a fluctuation in traffic of the FILKOM UB campus network because the activities of the users differed in the conditions of the active hours of lectures. On the other hand, the results of functional testing show that all the features in the application can run well according to the functional requirements.

Keywords: Video Streaming, Mobile, WLAN, Prototyping, Delay, Jitter, Packet Loss, Throughput

Video telah menjadi media penting untuk komunikasi dan hiburan selama beberapa dekade. Saat ini video juga menjadi media teknologi internet telah berkembang dengan pesat dan semakin banyak orang yang mengharapkan dari teknologi internet. Banyak orang yang sudah melihat tulisan dan gambar pada halaman website. Saat ini mereka juga ingin melihat dan mengunduh video dari internet. Tentunya disertai dengan kualitas gambar video yang bagus seperti apa yang mereka tonton pada layar televisi. Salah satu cara untuk mengirimkan video melalui internet yaitu dengan video streaming. Video streaming adalah sebuah teknologi untuk memainkan file video atau audio secara langsung ataupun dengan pre-recorder dari sebuah mesin server [1]. Video streaming menyediakan fleksibilitas dan video yang berkualitas sehingga user dapat melihat video seperti yang mereka inginkan.

Menurut sebuah studi literatur, terdapat fakta bahwa kebanyakan pengguna smartphone menghabiskan waktunya untuk melakukan streaming video [2]. Aktivitas serupa juga sering dijumpai pada lingkungan kampus, khususnya kampus Fakultas Ilmu Komputer Universitas Brawijaya (FILKOM UB) yang menjadi objek penelitian pada laporan penelitian ini. Dari hasil observasi dan wawancara yang dilakukan kepada beberapa dosen dan mahasiswa FILKOM UB kurang lebih 80% pengguna smartphone di Kampus FILKOM memanfaatkan layanan tersebut untuk aktivitas streaming video. Aktivitas streaming video secara online dengan menggunakan layanan internet pribadi tentunya akan berdampak pada peningkatan konsumsi paket data internet pribadi, hal inilah yang selalu dikeluhkan oleh para responden. Selain itu, juga didapatkan informasi bahwa sebagian besar responden mengakses video dalam kategori konten video pendidikan dan membutuhkan sebuah layanan streaming video konten pendidikan yang dikelola secara lokal oleh pihak FILKOM UB, sehingga responden dapat mengakses layanan tersebut cukup dengan memanfaatkan layanan WiFi yang sudah disediakan oleh pihak FILKOM UB.

Kemajuan teknologi internet saat ini telah memunculkan Teknologi Wireless Local Area Network (WLAN) yang banyak dijumpai di banyak aplikasi jaringan. Setelah evaluasi terhadap teknologi tersebut dilakukan, menjadikan para pengguna merasa puas dan meyakini reliability teknologi ini dan siap untuk digunakan dalam skala luas dan komplek pada jaringan tanpa kabel [3][5]. Selain teknologi internet yang berkembang dengan pesat, teknologi telepon selular juga berkembang sangat pesat. Perkembangan ini mengarah pada lahirnya smartphone yang mendukung koneksi WLAN, salah satunya adalah Android. Saat ini Android sudah banyak dimiliki oleh banyak masyarakat, terlebih lagi mahasiswa. Untuk mengoptimalkan fungsi dari Android selain untuk jejaring sosial, ada baiknya jika Android dilengkapi fasilitas video streaming untuk proses streaming [6] [10].

Berdasarkan permasalahan di atas, penelitian ini betujuan untuk mengembangkan layanan video streaming intranet kampus dengan membangun komunikasi barbasis streaming pada jaringan WLAN. Dengan memanfaatkan sistem tersebut memungkinkan para pengguna smartphone di lingkungan kampus dapat melakukan streaming konten video pendidikan yang dibutuhkan untuk menunjang kegiatan perkuliahan dengan memanfaatkan layanan WiFi yang sudah disediakan oleh pihak FILKOM UB tanpa perlu mengkhawatirkan konsumsi paket data internet pribadi.

2. Metodologi

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah prototyping model. Model prototyping didasarkan pada penggantian satu atau lebih Software Development Life Cycle (SDLC) model tahap oleh proses evolusi perangkat lunak, di mana prototype perangkat lunak digunakan untuk memudahkan komunikasi antara pengembang dan pengguna [7]. seperti yang terlihat pada gambar 1. Model Prototying terdiri dari beberapa tahapan, antara lain:

1) Requirement determination by customer: pada tahap ini customers atau pengguna menentukan apa yang mereka butuhkan.

2) Prorotype design: menentukan secara detail tentang input, output, prosedur pemrosesan, termasuk struktur data dan database, struktur software.

3) Prototype implementation: Menerjemahkan desain ke dalam kode atau bahasa pemrograman tertentu.

5) System test & Acceptance test: pengujian sistem dilakukan dengan tujuan untuk mengatasi software error yang mungkin terjadi, dan untuk mencapai kualitas software. 6) System conversion: setelah software system disetujui, sistem tersebut dipasang pada

perangkat bagian dari sistem informasi yang merepresentasikan komponen utama dari sistem yang dikembangkan.

7) System operation & maintenance: Sepanjang periode regular operations, maintenance dibutuhkan. Maintenance tergabung dalam 3 macam service, yaitu memperbaiki kesalahan software yang teridentifikasi oleh user selama operation, penyesuaian menggunakan fitur software yang sudah ada untuk memenuhi kebutuhan baru, penyempurnaan, penambahan fitur baru untuk meningkatkan software performance.

Gambar 1. Model pengembangan perangkat lunak protoyping model [7]

Pemilihan model protoyping dalam penelitian ini didasarkan pada alasan fleksibilitas yang tinggi terhadap akomodasi perubahan kebutuhan yang diberikan oleh pengguna [7].

3. Hasil dan Pembahasan

Bagian ini membahas tentang analisis dan perancangan sistem, implementasi sistem, dan pengujian sistem dari aplikasi layanan streaming berbasis mobile yang menggunakan metode pengembangan sistem yang diadaptasi dari model prototyping.

3.1. Penentuan Kebutuhan

Berdasarkan hasil observasi dan wawancara yang telah dilakukan pada tahap awal identifikasi permasalahan dan juga diskusi dengan stakeholder FILKOM UB, untuk mengimplementasikan layanan video streaming konten video pendidikan intranet kampus terdapat dua kategori aktor yang terlibat dalam penggunaan aplikasi ini, yaitu client (Mahasiswa dan Dosen) dan administrator. Administrator pada sistem layanan streaming ini merupakan staf kependidikan yang berasal dari Unit Badan Pengembangan Teknologi Informasi dan Komunikasi (BPTIK) FILKOM UB. Hasil identifikasi aktor dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Identifikasi Aktor

Client

Client adalah pengguna yang menggunakan aplikasi berbasis mobile.

Client menggunakan aplikasi ini untuk mencari video yang dibutuhkan, pencarian video dapat difilter sesuai dengan kategori video, selain itu client juga dapat memutar video yang terpilih.

Administrator

Admin adalah orang yang mengelola data informasi ketersediaan video pada aplikasi sisi server.

Pada tahap observasi, wawancara, dan diskusi dengan stakeholder terkait juga didapatkan informasi kebutuhan fungsional dan non fungsional pada aplikasi yang dikembangkan. Selain itu penentuan kebutuhan fungsional dan non fungsional disesuaikan dengan lingkungan di mana sistem layanan streaming video ini diimplementasikan. Untuk kebutuhan fungsional pada aplikasi terbagi menjadi dua sisi, yaitu sisi client yang menggunakan aplikasi berbasis mobile dan sisi server yang dioperasikan oleh administrator. Detail kebutuhan fungsional masing-masing bagian tesebut dijelaskan pada use case diagram yang dapat dilihat pada gambar 2 dan 3. Setiap client dapat menggunakan fungsi pencarian video, melihat kategori video, dan melihat semua video yang tersedia. Sedangkan fungsionalitas pengelolaan data video seperti penambahan kategori video, penghapusan kategori video, upload video, dan hapus video hanya dapat dioperasikan oleh administrator dengan menggunakan aplikasi sisi server.

Gambar 2. Use Case Diagram Aplikasi Sisi Client Berbasis Mobile

Gambar 3. Use Case Diagram Aplikasi Sisi Server

3.2. Perancangan

Pada umumnya skema layanan video streaming dengan wireless LAN menggunakan protokol seperti (Real Time Streaming Protocol) RTSP atau (Real-Time Transport Protocol) RTP, namun pada penelitian ini rancangan topologi jaringan video streaming berfokus pada penggunaan protokol HyperText Transfer Protocol (HTTP) sebagai prosedur komunikasi data. Untuk membangun sebuah jaringan streaming pada jaringan WLAN dengan protokol HTTP dibutuhkan sebuah rancangan topologi atau metode untuk menghubungkan antara client dengan input melalui web server yang menyimpan file video. Topologi tersebut disesuaikan dengan kondisi yang ada di Teknik Informatika. Gambar 4 adalah rancangan topologi dasar jaringan layanan video streaming. Server pada topologi tesebut dihubungkan ke access point agar dapat diakses menggunakan jaringan wireless LAN. Client melakukan request data melalui jaringan wireless tersebut.

Rancangan struktur menu aplikasi server video streaming terdiri dari beberapa menu yang meliputi menu login, list video, kategori, tambah kategori, hapus kategori, upload video, dan hapus video. Struktur tampilan menu program server video streaming dapat dilihat pada gambar 5. Sedangkan rancangan struktur menu aplikasi video streaming untuk sisi client terdiri dari beberapa menu yang meliputi menu pencarian video, daftar semua video, daftar kategori, dan tampilan video player. Struktur tampilan menu program aplikasi untuk client dapat dilihat pada gambar 6.

Lab. Jarkom

Lab. Komdas

Lab. Multimedia

Ruang BPTIK

Ruang BK / GJM

Switch Cisco 2960 UP LINK

Wifi Server

Video Streaming

Gedung Kuliah PTIIK

Switch Cisco 3560

Router Utama PTIIK

Vidstream Client

Menu Server login Video list

Kategori

Upload video

Tambah Kategori

Hapus Kategori

Hapus Video

Gambar 5. Rancangan struktur menu aplikasi video streaming sisi server

Gambar 6. Rancangan struktur menu aplikasi video streaming sisi client

3.3. Implementasi

Gambar 7. Hasil Implementasi Fungsional Pengelolaan Kategori Video

Setelah seluruh fitur yang ada dalam aplikasi sisi server selesai dibuat, kemudian dilakukan implementasi seluruh fitur pada aplikasi sisi client yang mengacu pada perancanganstruktur menu aplikasi video streaming sisi client. Gambar 8 merupakan fitur – fitur utama yang ada pada aplikasi sisi client seperti fitur menu utama dan pemutar video.

Gambar 8. Halaman Menu Utama dan Pemutar Video

3.4. Pengujian

Pengujian perangkat lunak pada penelitian ini dilakukan dengan metode pengujian fungsional dan pengujian non fungsional, di mana pengujian non fungsional tersebut difokuskan pada pengukuran metrik Quality of Service (QoS). Pengujian fungsional dilakukan untuk mencoba apakah fungsi-fungsi dasar aplikasi berjalan sebagaimana mestinya [4]. Uji coba fungsionalitas meliputi semua use case yang ada pada bagian perancangan. Pengujian metrik QoS dilakukan untuk mengetahui kemampuan suatu jaringan dalam menyediakan layanan yang lebih baik pada trafik data tertentu di berbagai jenis platform teknologi [8]. Metrik pengujian QoS pada penelitian ini meliputi delay, jitter, packet loss, dan throughput. Lingkungan pengujian dilakukan di gedung kuliah Jurusan Teknik Informatika, UB yang sesuai dengan topologi jaringan pada gambar 4. Pengujian ini terdiri dari dua tahap, yaitu pengujian performa pada kondisi ketika jam aktif perkuliahan (pukul 09.00 s.d. 11.00) dan kondisi tanpa gangguan dengan melibatkan pemutaran 1 video yang diakses oleh 10 client secara bersamaan. Kondisi tanpa gangguan merupakan kondisi di mana penggunaan jaringan hanya digunakan untuk kebutuhan akses layanan streaming video konten pendidikan. Pengujian kondisi tanpa gangguan dilakukan pada hari libur perkuliahan dalam rentang pukul 09.00-11.00.

melakukan capture aliran data yang memanfaatkan perangkat lunak tool shark (wireshark versi ANDROID) di sisi client. Wireshark adalah tool perangkat lunak yang digunakan untuk analisis paket jaringan. Penganalisa paket jaringan ini mampu menangkap paket jaringan dan menampilkan data paket tersebut sedetail mungkin. Data paket yang bisa ditangkap oleh Wireshark antara lain, jumlah data yang dikirim, waktu pengiriman data, paket yang dikirim, paket yang hilang, total delay, atau pun total paket yang diterima. Dari data-data tersebut bisa diolah mengukur metric QoS seperti delay, jitter, packet loss, dan throughput.

Pada konektivitas ini dilakukan aktivitas streaming video dari server dengan alamat IP 172.21.1.47 ke sepuluh alamat IP client yaitu 172.21.1.50, 172.21.1.53, 172.21.1.54, 172.21.1.48, 172.21.1.52, 172.21.1.90, 172.21.1.58, 172.21.1.59 dan 172.21.1.55 . Hasil capturing aliran data antara server dan client dapat dilihat pada gambar 10.Rata – rata hasil pengujian metrik QoS dapat dilihat pada tabel 2. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa nilai dari masing-masing metrik QoS pada kondisi tanpa gangguan untuk nilai delay, jitter, packet loss lebih kecil dan throughput lebih besar dibandingkan kondisi jam aktif perkuliahan. Hal ini disebabkan oleh traffic jaringan yang fluktuatif setiap saatnya.

Gambar 10. Graph analysis aliran konektivitas antara server dan client.

Gambar 10 menunjukkan informasi yang mana pada baris ke-1 dan kolom comment terdapat info TCP: http > 59409 [SYN, ACK] Seq=0 Ack=1 Win=8192 Len=0 MSS=1460 WS=256 SACK_PERM=1 TSval=560750 TS yang menunjukkan bahwa terjadi proses koneksi antara alamat IP 172.21.1.50 dan alamat IP 172.21.1.47. IP 172.21.1.50 mengirimkan sebuah segmen TCP [SYN, ACK] kepada IP 172.21.1.47. Selanjutnya IP 172.21.1.47 menerima data dari server yang yang dienkapsulasi oleh Protocol Data Unit (PDU). Dengan demikian client akan menerima informasi dari server sampai proses streaming selesai atau diakhiri. Secara umum hasil pengujian metrik delay, jitter, packet loss, dan throughput ini masih sesuai dengan standar International Telecommunication Union (ITU-T) dan termasuk dalam kondisi sangat baik dan dapat diterima oleh sebagian besar pengguna aplikasi [9].

Tabel 2. Rata-rata hasil pengujian metrik QoS

Kondisi jaringan

Delay

(ms)

Jitter

(ms)

Packet loss (%)

Throughput

(KBps) Tanpa

Gangguan

4,513 0,00829 0,125 368,9984

Jam aktif perkuliahan

4. Kesimpulan

Berdasarkan pengembangan perangkat lunak yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa purwarupa aplikasi Layanan Video Streaming Berbasis Mobile melalui Jaringan WLAN telah sesuai dengan analisis kebutuhan yaitu terdapat 3 kebutuhan fungsional untuk client dan 4 kebutuhan fungsional untuk administrator yang bertugas mengelola data video.Berdasarkan hasil pengujian fungsional, semua fitur yang ada pada aplikasi dapat berjalan dengan baik sesuai dengan kebutuhan fungsional yang telah ditentukan pada tahap analisis kebutuhan. Sedangkan untuk pengujian non fungsional melalui pengujian metrik QoS pada jaringan dengan kondisi tanpa gangguan didapatkan hasil pengujian yang lebih baik daripada kondisi pada jam aktif perkuliahan. Hal ini disebabkan oleh fluktuasi traffic jaringan kampus FILKOM UB karena aktivitas dari user yang berbeda-beda pada kondisi jam aktif perkuliahan. Secara keseluruhan hasil pengujian terhadap parameter delay, jitter, packet loss, dan troughput pada kedua kondisi tersebut menunjukkan bahwa performa masih sesuai dalam standar ITU-T. Menurut standar ITU-T [9], nilai delay 0 – 150 ms Masih dapat diterima oleh sebagian besar pengguna aplikasi, untuk nilai jitter 0 - 70 ms masuk dalam katgori sangat bagus, dan nilai packet loss 0 - 2.9% masuk dalam katgori sangat bagus. Hasil ini mengindikasikan bahwa purwarupa aplikasi layanan video streaming berbasis mobile cukup layak untuk diimplementasikan pada jaringan kampus. Namun, purwarupa aplikasi ini masih menyisakan beberapa kekurangan terutama pada bagian desain user interface. Untuk penelitian berikutnya perlu dilakukan pengkajian terkait pengembangan desain user interface sesuai prinsip-prinsip dan elemen desain visual.

Referensi:

Jurnal:

[1] Mok, Ricky KP, Edmond WW Chan, and Rocky KC Chang. "Measuring the quality of experience of HTTP video streaming." Integrated Network Management (IM), 2011 IFIP/IEEE International Symposium on. IEEE, 2011.

[2] Kua, Jonathan, Grenville Armitage, and Philip Branch. "A survey of rate adaptation techniques for dynamic adaptive streaming over HTTP." IEEE Communications Surveys & Tutorials 19.3 (2017): 1842-1866.

[3] NUNOME, Toshiro, and Yuta MATSUI. "Enhancement of Video Streaming QoE by Considering Burst Loss in Wireless LANs." IEICE Transactions on Communications (2018): 2017CQP0003.

[4] Barr, Earl T., et al. "The oracle problem in software testing: A survey." IEEE transactions on software engineering 41.5 (2015): 507-525.

Prosiding:

[5] Huang, Chung-Ming, et al. "A QoE-Oriented Control Scheme for Adaptive HTTP Video Streaming in the Wireless Mobile Network." 2018 IEEE 32nd International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA). IEEE, 2018.

[6] Kerouh, Fatma, and Djemel Ziou. "Real-Time Android Application for Traffic Density Estimation." IEEE Access 6 (2018): 49896-49901.

Buku Teks:

[7] Pressman, Roger S. 2010. Software engineering: a practitioner’s approach, 7th edition. Mc Graw Hill.

Paten:

[8] Shah, Keyur C., et al. "Host-based quality of service for wireless communications." U.S. Patent No. 9,030,934. 12 May 2015.

Standar:

[9] International Telecommunication Union. G.114. SERIES G: TRANSMISSION SYSTEMS AND MEDIA, DIGITAL SYSTEMS AND NETWORKS. Switzerland. Telecommunication Standardization Sector of ITU. 2003.

Report: [10]